Question

【题目】图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门 A、B 固定在气垫导轨上，细线两端分别与钩码和滑块相连，重力加速度为 g。

(1)实验的主要操作如下：

①按图组装好实验器材；

②让滑块从气垫导轨上光电门A 的右侧某位置由静止释放；

③记录遮光条通过光电门 A、B 所用的时间分别为t1、t2；

④改变光电门 B 的位置，进行多次实验。

为完成该实验，还缺少的主要操作是_____；

(2)实验中还需要测量的物理量有_____；

①滑块的长度 D；

②遮光条的宽度 d；

③两个光电门之间的距离 L；

④滑块（含遮光条）的质量 M；

⑤钩码的质量 m。

(3)对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=_______；动能的增加量Ek=_____；（用上述所给的字母表示）

(4)实验小组处理采集的多组数据并在坐标系Ep-Ek中描点作图，如图乙所示，若两轴的标度相同，造成该实验结果的原因是_______。

Answer 1

【答案】将气垫导轨调节水平 ②③④⑤ mgL 气垫导轨没有调水平且B端偏低

【解析】

(1)[1]．为完成该实验，还缺少的主要操作是将气垫导轨调节水平；

(2)[2]．滑块经过两个光电门时的速度分别为

则要验证的关系为

则要测量的物理量是：②遮光条的宽度 d；③两个光电门之间的距离 L；④滑块（含遮光条）的质量 M；⑤钩码的质量 m。

(3)[3]．对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量

Ep=mgL；

[4]．动能的增加量

Ek=；

(4)[5]．根据 Ep-Ek图像，若Ep=Ek则直线倾角为45°，而现在图中直线倾角为42°，可知Ep<Ek可知原因可能是滑块的重力做正功造成的，即气垫导轨没有调水平且B端偏低。